5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite...

10
5.2. CODIFICATOARE Codificatoarele (CD) sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m ieşiri care furnizează la ieşire un cod de m biţi atunci când numai una din cele n intrări este activă. De regulă intrările codificatoarelor sunt active în 0, deoarece prin activarea unei intrări aceasta este pusă la masa montajului, deci capătă valoarea 0 logic. Circuitele de codificare primesc la intrare semnale codificate într-un cod diferit de cel binar şi furnizează la ieşire semnale în cod binar sau echivalentul acestuia. Numărul de biţi ai codului de ieşire (m) este întotdeauna mai mic decât numărul de biţi ai codului de intrare (n) La codificatorul cu n intrări care are la ieşire un cod de m biţi, număr de cuvinte furnizate la ieşire este care este egal cu numărul intrărilor acestuia. Cel mai utilizat codificator este codificatorul zecimal-BCD la intrarea căruia se aplică date în sistemul zecimal iar la ieşire apar date în codul BCD. Codificatorul SN74148 este un codificator zecimal-BCD de trei biţi (fig. 5.2.1). Figura 5.2.1 Codificatorul integrat SN74148

Transcript of 5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite...

Page 1: 5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m ieşiri (m=2n) care activează o singură

5.2. CODIFICATOARE Codificatoarele (CD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m

ieşiri care furnizează la ieşire un cod de m biţi atunci când numai una din cele n

intrări este activă. De regulă intrările codificatoarelor sunt active în 0, deoarece prin

activarea unei intrări aceasta este pusă la masa montajului, deci capătă valoarea 0

logic.

Circuitele de codificare primesc la intrare semnale codificate într-un cod diferit de cel

binar şi furnizează la ieşire semnale în cod binar sau echivalentul acestuia.

Numărul de biţi ai codului de ieşire (m) este întotdeauna mai mic decât numărul de

biţi ai codului de intrare (n)

La codificatorul cu n intrări care are la ieşire un cod de m biţi, număr de cuvinte

furnizate la ieşire este care este egal cu numărul intrărilor acestuia.

Cel mai utilizat codificator este codificatorul zecimal-BCD la intrarea căruia se

aplică date în sistemul zecimal iar la ieşire apar date în codul BCD.

Codificatorul SN74148 – este un codificator zecimal-BCD de trei biţi (fig. 5.2.1).

Figura 5.2.1 Codificatorul integrat SN74148

Page 2: 5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m ieşiri (m=2n) care activează o singură

Codificatorul SN74148 este prevăzut cu:

8 intrări de date (I0 – I7) active în 0;

O intrare EI (Enable In) pentru validarea circuitului care este activă în 0;

3 ieşiri de date (A0, A1, A2) active în 0;

O ieşire suplimentară pentru conectarea în cascadă a mai multor codificatoare EI

(Enable Out) activă în 0;

O ieşire GS care devine activă (în 0 logic) când cel puţin una dintre intrările

codificatorului este activă.

Tabelul de adevăr al codificatorului este prezentat mai jos

Tabelul 5.2.1 – Tabelul de adevăr al codificatorului SN74148

INTRĂRI IEŞIRI

EI 0 1 2 3 4 5 6 7 22 22 20

GS EO A2 A1 A0

1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

0 X X X X X X X 0 0 0 0 0 1

0 X X X X X X 0 1 0 0 1 0 1

0 X X X X X 0 1 1 0 1 0 0 1

0 X X X X 0 1 1 1 0 1 1 0 1

0 X X X 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1

0 X X 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1

0 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1

0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

Page 3: 5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m ieşiri (m=2n) care activează o singură

Codificatorul SN74147 – este un codificator zecimal-BCD de 4 biţi (figura 5.2.2).

Figura 5.2.2 Codificatorul integrat SN74147

Codificatorul este prevăzut cu: 9 intrări numerotate de la 1 la 9 active în 0

4 ieşiri notate cu A, B, C, D active în 0

Acest codificator nu utilizează 10 intrări deoarece se consideră că la intrare este cifra

0 când toate intrările sunt în 1 logic (vezi prima linie din tabel)

Tabelul de adevăr al codificatorului este prezentat mai jos

Tabelul 5.2.2- Tabelul de adevăr al codificatorului SN74147

INTRĂRI IEŞIRI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 23 22 21 20

D C B A

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

X X X X X X X X 0 0 1 1 0

X X X X X X X 0 1 0 1 1 1

X X X X X X 0 1 1 1 0 0 0

X X X X X 0 1 1 1 1 0 0 1

X X X X 0 1 1 1 1 1 0 1 0

X X X 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1

X X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0

X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

Page 4: 5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m ieşiri (m=2n) care activează o singură

5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m

ieşiri (m=2n) care activează o singură ieşire corespunzătoare codului aplicat la

intrare.

Circuitele de codificare primesc la intrare semnale logice în cod binar sau

echivalentul acestuia şi furnizează la ieşire semnale în cod zecimal sau echivalentul

acestuia.

Cele mai utilizate decodificatoare sunt: decodificatorul BCD - zecimal şi

decodificatorul BCD - 7 segmente.

1. Decodificatorul BCD - zecimal – primeşte la intrare datele în cod BCD şi

activează o singură ieşire corespunzătoare codului de intrare.

Acest decodificator este prevăzut cu 4 intrări notate cu A, B, C, D (corespunzătoare

celor 4 biţi din codul BCD) şi cu 10 ieşiri notate cu Y0, Y1, Y2,.......Y9

(corespunzătoare celor 10 cifre din codul zecimal). În funcţie de tipul decodificatorului

ieşirile sunt active în 0 logic sau în 1 logic.

Decodificatorul MMC 4028 are ieşirile active în 1 logic.

Tabelul de adevăr MMC 4028

23 22 21 20 IEȘIRI

D C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9

0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

A B C D +V

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4 Y5 Y6 Y7

Y8

Y9 0V

MMC 4028

1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15 16

Page 5: 5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m ieşiri (m=2n) care activează o singură

Decodificatorul CDB 442 are ieşirile active în 0 logic.

Tabelul de adevăr CDB 442

23 22 21 20 IEȘIRI

D C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9

0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1

0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1

0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1

0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1

0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1

1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

La intrările A, B, C, D se aplică codul binar corespunzător cifrelor de la 0 la 15 (16

combinaţii. Doar 10 din cele 16 combinaţii sunt acceptate, şi anume cele

corespunzătoare cifrelor 0 – 9. Celelalte combinaţii reprezintă stări interzise.

Exemplu: dacă A=0, B=1, C=1, D=0 la ieşirea Y6 apare nivel logic 0 (0,2...0,4 V),

restul ieşirilor au nivel logic 1 (circa 3,4 V).

Acelaşi lucru se întâmplă dacă codul corespunde oricărei cifre de la 0 la 9.

Pentru combinaţiile logice corespunzătoare numerelor de la 10 la 15, ieşirile rămân

în starea logică 1.

Aceste decodificatoare se utilizează în:

Circuite de numărare

Generatoare de funcţii

Circuite de comandă la distanţă

Circuite de selecţie

A B C D +V

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6

Y7 Y8 Y9

0V

CDB 442

1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15 16

Page 6: 5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m ieşiri (m=2n) care activează o singură

MMC 4028

O03

O114

O22

O315

O41

O56

O67

O74

A010

A113

A212

A311

O89

O95

R1

150Ω

R2

150Ω

R3

150Ω

R4

150Ω

R5

150Ω

R6

150Ω

R7

150Ω

A B C D

R8

150Ω

R9

150Ω

R10

150Ω

VCC

5V

LED0LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8LED9

În figura 5.3.1 este prezentată schema unei aplicaţii cu decodificatorul MMC 4028.

Figura 5.3.1 Aplicaţie cu decodificatorul MMC 4028

Intrările decodificatorului (A0, A1, A2, A3) sunt conectate la comutatoarele A, B, C,

D. Aceste comutatoare pot fi poziţionate în 0 logic (0 V) respectiv în 1 logic (+5V).

Ieşirile decodificatorului (Q0, Q1, Q2,.........Q9) sunt conectate prin intermediul

rezistoarelor R1, R2, R3,.......R10 la LED-urile LED0, LED1, LED2,......LED9.

În funcţie de poziţia comutatoarelor A, B, C, D la intrarea decodificatorului se aplică

un cod binar corespunzător unei anumite cifre de la 0 la 9 şi luminează LED-ul

corespunzător cifrei respective.

În exemplul din figura 5.3.1 comutatoarele B şi C sunt în 1 logic, iar comutatoarele A

şi D sunt în 0 logic, combinaţie ce corespunde cifrei 6, situaţie în care LED6

luminează.

Pentru codurile de intrare corespunzătoare numerelor de la 10 la 15 toate LED-urile

vor fi stinse deoarece aceste combinaţii reprezintă stări interzise.

Page 7: 5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m ieşiri (m=2n) care activează o singură

2. Decodificatorul BCD – 7 segmente – comandă dispozitivele de afişare

numerică realizate din 7 segmente luminoase (cu led-uri, cristale lichide).

Decodificatorul primeşte la intrare datele în cod BCD şi activează mai multe ieşiri

corespunzătoare codului de intrare.

Prin polarizarea directă a segmentelor , în diverse combinaţii, se poate forma orice

cifră a sistemului zecimal. Afişajele 7 segmente se construiesc în două variante: cu

anodul comun şi cu catodul comun şi sunt prevăzute cu 10 terminale (figura 5.3.2)

Figura 5.3.2 Afişaj 7 segmente - aranjarea segmentelor-numerotarea

terminalelor

KW1 – 501 AS KW1 – 501 CRB

KW1 – 521 AGA KW1 – 521 CS

(a) Cu Anod comun (b) Cu Catod comun

Figura 5.3.3 Structură afişaj 7 segmente

Pentru activarea unui segment acesta se polarizează direct.

La afişajele cu Anod comun, anodul se conectează spre polul pozitiv al sursei (+) iar

segmentul care se activează se conectează spre polul negativ al sursei (-).

La afişajele cu Catod comun, catodul se conectează spre polul negativ al sursei (-)

iar segmentul care se activează se conectează spre polul pozitiv al sursei (+).

Un segment are următorii parametrii electrici:

Tensiunea directă de polarizare Vf = 1,9 V – 2,2 V (în funcţie de culoarea

segmentelor)

Curentul direct If = 10 mA – 20 mA.

10

8

7

6

A

F

G

B

Anod

1

2

3

4

5

C

D

E

Punc

t

Anod 9

10

8

7

6

A

F

G

B

Catod

1

2

3

4

5

C

D

E

Punc

t

Catod 9

A

B

C

D

E

F

G

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10

Page 8: 5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m ieşiri (m=2n) care activează o singură

Decodificatorul BCD – 7 segmente este prevăzut cu 4 intrări notate cu A, B, C, D

(corespunzătoare celor 4 biţi din codul BCD) şi cu 7 ieşiri notate cu a, b, c, d, e, f

(corespunzătoare celor 7 segmente ale afişajului).

Pentru afişajele cu anodul comun se pot utiliza circuitele integrate: CDB 446; CDB

447; SN74LS47 ; SN7447. În funcţie de combinaţia intrărilor se activează una sau

mai multe ieşiri. La aceste decodificatoare ieşirile sunt active în „0” logic.

LT - asigură testarea segmentelor

LT= ”1” – toate segmentele aprinse

RBO- pentru funcţiile de ieşire 0-15

RBI- pentru afişarea lui 0

Figura 5.3.4 Decodificatorului CDB 447

Pentru afişajele cu catodul comun se pot utiliza circuitele integrate: CDB448 ;

MMC4248; SN74LS48 ; SN7448 ; HCF 4511 BE. În funcţie de combinaţia intrărilor

se activează una sau mai multe ieşiri. La aceste decodificatoare ieşirile sunt active

în „1” logic.

Figura 5.3.4 Decodificatorului HCF 4511 BE

A2 A3 A0

Vcc

16 15 14 13 12 11 10

1 2 3 4 5 6 7

9

8 GND

CDB 447

A2 A3 A0

Vcc

16 15 14 13 12 11 10

1 2 3 4 5 6 7

9

8 GND

HCF4511BE

f a g b c d e

Page 9: 5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m ieşiri (m=2n) care activează o singură

În figura 5.3.5 este prezentată schema unei aplicaţii cu decodificatorul CDB 447.

Figura 5.3.5 Comanda unui afişaj 7 segmente cu anodul comun (MDE 2102 R)

Pentru verificarea segmentelor afişajului se poziţionează comutatorul ALT pe (+) apoi

se poziţionează înapoi pe (-).

Comutatoarele A0, A1, A2, A3 pot fi poziţionate în 0 logic (0 V) respectiv în 1 logic

(+5V). În funcţie de combinaţiile de la intrarea decodificatorului se vor activa

segmentele corespunzătoare cifrei respective (vezi tabelul de adevăr CDB 447).

Tabelul de adevăr CDB 447

D C B A cifra a b c d e f g

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1

0 0 1 0 2 0 0 1 0 0 1 0

0 0 1 1 3 0 0 0 0 1 1 0

0 1 0 0 4 1 0 0 1 1 0 0

0 1 0 1 5 0 1 0 0 1 0 0

0 1 1 0 6 1 1 0 0 0 0 0

0 1 1 1 7 0 0 0 1 1 1 1

1 0 0 0 8 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 1 9 0 0 0 1 1 0 0

14

13

11

10

9

8

1

2

3

7

A2 A3 A0

Vc16 15 14 13 12 11 10

1 2 3 4 5 6 7

9

8

GN

D

CDB 447

R

330

R

330

R

330

R

330

R

330

R

330

R

330

A0A1 A2 A3 ALT

-

Sursă

c.c.

Page 10: 5.2. CODIFICATOARE - eprofu.ro · 5.3. DECODIFICATOARE Decodificatoarele (DCD) – sunt circuite logice combinaţionale cu n intrări şi m ieşiri (m=2n) care activează o singură

În figura 5.3.6 este prezentată schema unei aplicaţii cu decodificatorul HCF 4511.

Figura 5.3.6 Comanda unui afişaj 7 segmente cu catodul comun (KW1-501CRB)

În funcţie de combinaţiile de la intrarea decodificatorului se vor activa segmentele

corespunzătoare cifrei respective (vezi tabelul de adevăr HCF 4511).

Tabelul de adevăr HCF 4511

D C B A cifra a b c d e f g

0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0

0 0 1 0 2 1 1 0 1 1 0 1

0 0 1 1 3 1 1 1 1 0 0 1

0 1 0 0 4 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 5 1 0 1 1 0 1 1

0 1 1 0 6 0 0 1 1 1 1 1

0 1 1 1 7 1 1 1 0 0 0 0

1 0 0 0 8 1 1 1 1 1 1 1

1 0 0 1 9 1 1 1 0 0 1 1

A2 A3 A0

Vcc 16 15 14 13 12 11 10

1 2 3 4 5 6 7

9

8

GND

HCF4511BE

R

330

R

330

R

330

R

330

R

330

R

330

R

330

A0A1 A2 A3 ALT

- +

Sursă c.c.

5V

6 7 8 9 10

5 4 3 2 1

f g a b

c d e

GND

GND